2022年高中物理总复习高二上《静电场》讲义 .pdf

《2022年高中物理总复习高二上《静电场》讲义 .pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年高中物理总复习高二上《静电场》讲义 .pdf（21页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、高二物理上册静电场【一、库仑定律、电场强度： 】1、电荷、电荷守恒 自然界中只存在两种电荷：正电荷、负电荷使物体带电的方法有摩擦起电、接触起电、感应起电 静电感应：当一个带电体靠近导体时，由于电荷间的相互吸引或排斥，使导体靠近带电体的一端带异号电荷，远离带电体的一端带同号电荷 电荷守恒：电荷即不会创生，也不会消失，它只能从一个物体转移到另一个物体，或从物体的一部分转移到另一部分；在转移过程中，电荷总量保持不变（一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变） 元电荷：指一个电子或质子所带的电荷量，用表示1.6 10-19C2、库仑定律 真空中两个点电荷之间相互作用的电场力，跟它们电荷量的乘

2、积成正比，跟它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上即：221rqkqF其中k为静电力常量， k=9.0 10 9 N m2/c2 成立条件：真空中（空气中也近似成立）， 点电荷，即带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计 （对带电均匀的球，r为球心间的距离） 3、电场强度 电场：带电体的周围存在着的一种特殊物质，它的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用，这种力叫电场力电荷间的相互作用就是通过电场发生作用的电场还具有能的性质 电场强度E：反映电场强弱和方向的物理量，是矢量 定义：放入电场中某点的试探电荷所受的电场力F跟它的电荷量的比值，叫该点的电场强度即：FEqV/， /

3、场强的方向：规定正电荷在电场中某点的受力方向为该点的场强方向（说明：电场中某点的场强与放入场中的试探电荷无关，而是由该点的位置和场源电何来决定） 点电荷的电场强度：E2Qkr，其中Q为场源电荷，E为场中距Q为r的某点处的场强大小对于求均匀带电的球体或球壳外某点的场强时，r为该点到球心的距离 电场强度的叠加：当存在多个场源电荷时，电场中某点的场强为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和 电场线：为形象描述电场而引入的假想曲线 电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 21 页 电场

4、线不相交，也不相切，更不能认为电场就是电荷在电场中的运动轨迹 同一幅图中，场强大的地方电场线较密，场强小的地方电场线较疏 匀强电场：电场中各点场强大小处处相等，方向相同，匀强电场的电场线是一些平行的等间距的平行线【典型例题解析：】一、电荷守恒、库仑定律的理解1、两个完全相同的金属球接触后，所带正、负电荷先中和然后平均分配于两球分配前后正、负电荷之和不变2、当求两个导体球间的库仑力时，要考虑电荷的重新分布，例：当两球都带正电时，电荷相互非斥而使电荷主要分布于两球的外侧, 此时r将大于两球球心间的距离3、库仑定律是长程力，当r0 时，带电体不能看成质点，库仑定律不再适用4、微观粒子间的库仑力远大于

5、它们之间的万有引力，当计算微观粒子间的相互作用时可忽略粒子间的万有引力5、计算库仑力时，先将电荷量的绝对值代入进行计算，然后根据电性来判断力的方向【例 1】 两个半径相同的金属小球，带电量之比为1 7，相距为r(可视为点电荷) ，两者相互接触后再放回原来的位置上，则相互作用力可能为原来的 ( ) A. 47 B. 37C. 97 D. 1671、如图 611，A、B是两个完全相同的带电金属球，它们所带的电荷量分别为+3Q和+5Q，放在光滑绝缘的水平面上 . 若使金属球A、B分别由M、N两点以相等的动能相向运动，经时间0t 两球刚好发生接触，然后两球又分别向相反方向运动设A、B返回M 、N两点所

6、经历的时间分别为1t、2t.A21ttB21ttC 021tttD021ttt二、与电场力相关的力学综合的问题电场力可以和其它力平衡，也可以和其它力一起产生加速度，因此这类问题实质上仍是力学问题，仍是按力学问题的基本思路来解题，只不过多了一个电场力而已，特别是带电体之间的库仑力由于是一对相互作用力，因而考虑孤立带电体之间相互作用的过程时，一般可考虑用动量守恒；动能与电势能之和守恒来处理【 例 2】 如图 612，在真空中同一条直线上的A、B两点固定有电荷量分别为+4Q和-Q的点电荷 将另一个点电荷放在该直线上的哪个位置，可以使它在电场力作用下保持静止？ 若要求这三个点电荷都只在电场力作用下保持

7、静止，那么引入的这个点电荷应是正电荷精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 21 页还是负电荷？电荷量是多大？【 例 3】如图 613，在光滑绝缘水平面上有三个质量都是m的相同小球，彼此间的距离都是l，A、B电荷量都是 +q给C一个外力F，使三个小球保持相对静止共同加速运动求：C球的带电性和电荷量；外力F的大小2、两根绝缘细线分别系住a、b两个带电小球，并悬挂在O点，当两个小球静止时，它们处在同一水平面上，此时，如图所示615，现将两细线同时剪断，在某一时刻（） A两球仍处在同一水平面上 B a球水平位移大于b球水平位移 Ca球

8、速度小于b球速度 Da球速度大于b球速度三、电场与电场线场强是矢量，叠加遵循平行四边形定则，场强的叠加是高考的热点，是本节的重点，需要重点突破电场线是认识和研究电场问题的有利工具，必须掌握典型电场的电场线的分布，知道电场线的切线方向与场强方向一致，其疏密可反映场强大小清除对电场线的一些错误认识【 例 4】等量异种点电荷的连线和中垂线如图616 示，现将一个带负电的检验电荷先从图中的a点沿直线移动到b点，再从b点沿直线移动到c） A 所受电场力的方向不变 B所受电场力的大小恒定 Cb点场强为 0，电荷在b点受力也为0 D在平面内与c点场强相同的点总共有四处3、如图 618，M 、N为两个等量同种

9、电荷，在其连线的中垂线上的P点（离O点很近）放一静止的点电荷q (负电荷 ) ，不计重力，下列说法中正确的是（） A点电荷在从P到O的过程中，加速度越来越大，速度也越来越大B点电荷在从P到O的过程中，加速度越来越小，速度越来越大 C点电荷运动到O点时加速度为零，速度达最大值图 6 2 图 651 图 613 图 651 图 615 图 651 图 616 图 61图 651 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 21 页 D点电荷越过O点后，速度越来越小，加速度越来越大，直到粒子速度为零四、如何运用场强的三个表达式分析问题1、

10、定义式FEq：适用一切电场，E与试探电荷q的电荷量及所受电场力F无关，与试探电荷是否存在无关2、决定式2QEkr：只适应于真空中的点电荷，E由场源电荷Q及研究点到场源电荷的距离r有关3、关系式：UEd；只适应于匀强电场，d是指场中两点沿电场线方向上的距离【 例 5】如图示 6110，带电小球A、B的电荷分别为QA、QB，OA=OB，都用长L的丝线悬挂在O点静止时A、B相距为d为使平衡时AB间距离减为d/2 ，可采用以下哪些方法 A 将小球B的质量都增加到原来的2 倍B将小球B的质量增加到原来的8 倍 C 将小球B的电荷量都减小到原来的一半 D将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半，同时将小球B

11、的质量增加到原来的2 倍4、使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片开. 下列各图表示验电器上感应电荷的分布情况，正确的是（）5、如图 6112，带箭头的线段表示某一电场中的电场线的分布情况一带电粒子从A运动到B，在电场中运 A若粒子是从A运动到B，则粒子带正电；若粒子是从B运动到A，则粒子带负电B不论粒子是从A运动到B，还是从B运动到A，粒子必带负电 C 若粒子是从A运动到B，则其加速度变大 D若粒子是从B运动到A，则其速度减小6、如图 6113，一电子在某一外力作用下沿等量异种电荷的中垂线由AOB 匀速飞过，电子重力不计，则电子所受电场力的大小和方向变化情况是A先变大后变小，方向水平

12、向左 B先变大后变小，方向水平向右 C先变小后变大，方向水平向左 D先变小后变大，方向水平向右【学生课后练习题： 】1、带负电的粒子在某电场中仅受电场力作用，能分别完成以下两种运动：在电场线上运动，A B C D 图 6110 图 6112 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 21 页A. 一个带正电的点电荷形成B. 一个带负电的点电荷形成 C. 两个分立的带等量负电的点电荷形成 D. 两块平行、带等量异号电荷的无限大平板形成2、在同一电场中的A、B、C三点分别引入检验电荷时，测得的检验电荷的电荷量和它所受电场力的函数图象如

13、图 6114，则此三点的场强大小EA、EB、EC的关系是（） AEAEBEC BEBEAEC CECEAEB DEAECEB3、如图 6115，三个完全相同的金属小球a、b、c位于等边三角形的三个顶点上a和c带正电，b带负电 a所带电荷量的大小比b的小已知c受到a和b的静电力的合力可用图中四条有向线段中的一条来表示，它应是（ B ） A. 1FB. 2FC. 3F D. 4F4、A、B是某点电荷产生的电场中的一条电场线，若在某点释放一初速为零的电子，电子仅受电场力作用，并沿电场线从A运动到B，其速度随时间变化的规律如图6116. 则（）A电场力BAFFB电场强度BAEE C 该点电荷可能带负电

14、D该点电荷一定在B点的右侧5、如图 6117， A、B为两个带异种电荷的质点，且AB电量之比这：，在A附近有一带电质点P，只受电场力作用下从静止开始沿AB连线向右运动，则它的加速度大小 ( ) A不断增大 B不断减小C先减小后增大 D先增大后减小6、如图 6118 在匀强电场中，有一质量为m，电量为q的小球从A点由静止释放，运动轨迹为一直线，该直线与竖直方向的夹角为，那么匀强电场的场强大小具有 ( ) A唯一值，qmgtan B最大值，qmgtanC最小值，qmgsin D最大值，qmg7、用两根等长的细线各悬一个小球，并挂于同一点，已知两球质量相等，当它们带上同种电荷时，相距L而平衡，如图6

15、 119若使它们的带电量都减少一图 6115 图 6117 图 6118 图 6114 图 6116 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 21 页A大于L/2 B 等于L/2 C小于L/2 D等于L8、两个正点电荷Q1Q和Q2 4Q分别置于固定在光滑绝缘水平面上的A、B两点，A、B两点相距L，且A、B两点正好位于水平放置的光滑绝缘半圆细管两个端点的出口处，如图6120 现将另一正点电荷置于A、B连线上靠近A处静止释放，求它在AB连线上运动过程中达到最大速度时的位置离A点的距离 若把该点电荷放于绝缘管内靠近A点处由静止释放，已

16、知它在管内运动过程中速度为最大时的位置在P处试求出图中PA和AB连线的夹角 【二、电场能的性质： 】1、电势能、电势、电势差、等势面的概念 电势能：与重力势能一样，电荷在电场中也具有势能，这种势能叫电势能，规定零势点后，电荷在某点的电势能，等于把它从该点移到零势能位置时静电力所做的功不同的电荷在同一点所具有的电势能不一样：pE=q电势 ：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值叫该点的电势电势的大小与试探电荷大小无关定义式：=PEqV J/C 意义：电场中某一点的电势在数值等于单位电荷在那一点所具有的电势能相对性：某点的电势与零电势点的选取有关通常取无限远或大地的电势为零图 6119 Q2

17、Q1PABO图 6120 图 651 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 21 页标量性：电势只有大小，没有方向，但有正、负之分，这里正负只表示比零电势高还是低电场线也可判定电势高低：沿着电场线方向，电势越来越低等势面：即电势相等的点构成的面电场线与等势面垂直并由电势高 的等势面指向电势低 的等势面沿等势面移动电荷，电场力不做功电势差U：电场中两间电势之差，也叫电压ABU=AB，ABU=BAU-2、电场力做功 静电力做功的特点：在电场中确定的两点间移动电荷时，它的电势能的变化量是确定的，移动电荷时电场力做的功也是确定的，和重

18、力做功一样，与路径无关（只与这两点间电势差有关） 电场力做功与电势能改变的关系：静电力做正功，电势能减小，电势能转化为其它形式的能量；静电力做负功，电势能增加，其它形式的能转化为电势能静电力做的功等于电势能的减少量：ABW=PAPBEE-()ABqA BqU或A BABWUq=3、匀强电场中电势差与电场强度的关系匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点沿电场方向的距离的乘积ABUEd=或A BUEd=注意： 上式只适用于匀强电场d是沿场方向上的距离【典型例题解析：】一、静电力做功及电势差、电势能的计算方法: 静电力做功与路径无关，只与初末位置有关计算方法：用功的定义式W=FScos来计算（

19、F为恒力，仅适用于匀强电场中） 用“静电力做的功等于电势能的减少量”来计算，即ABW=PAPBEE-q( AB ) A BqU适用于任何电场但A BW、ABU均有正负，要带符号进行运算 用由动能定理计算【例 1】将一正电荷q110-5C从无穷远处移向电场中点，电场力做功为6.0 10-5J，若将一个等量的负电荷从电场中N点移向无穷远处，电场力做功为7.0 10-5J，则M 、N两点的电势 m、n之间关系正确的是（） Amn0Bnm0 Cn m0D mn0 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 21 页NM两点间电势差为 正电荷

20、在M点的电势能为负电荷在M点的电势能1、如图所示，匀强电场的方向水平向右一个质量为m，电荷量为 +q的小球，以初速度v0从a点竖直向上射入电场中，小球通过电场中的b点时速度为 2v0，方向恰好水平向右由此可以判定a、b两点间的电势差是 ( ) A. 22omvqB. 23omvqC. 232omvqD. 22omvq 从a到b，该电荷的电势能是增加了还是减少了；改变了多少 该匀强电场的电场强度E等于 粒子沿场强方向前进的距离为竖直上升高度为二、电场中电势、电势能高低的判定1、根据场源电荷判断（取无穷远为0 势点）离场源正电荷越近：电势越高（电势大于0） ，正检验电荷的电势能q 越大，负检验电荷

21、的电势能q越小离场源负电荷越近：电势越低（电势小于0） ，正检验电荷的电势能q 越小，负检验电荷的电势能q越大2、根据电场线判断电势、电场力做功判断电势能顺着电场线的方向，电势一定依次降低，与放入场中的检验电荷的正、负无关而电势能q 则与q有关电场力对（正、负）电荷做正功，该电荷的电势能一定减少，由PEq=知当q为正时，电势 亦减小，当q为负时，电势反而增加【 例 2】如图 62 2，固定在Q点的正点电荷的电场中有M 、N两点， 已知MQNQ A若把一正的点电荷从M点沿直线移到N点，则电场力对该电荷做正功，电势能减少 B 若把一正的点电荷从M点沿直线移到N点，则该电荷克服电场力做功，电势能增加

22、 C MN两点由于没在同一条电场线上，因而无法比较其电势高低D若把一负的点电荷从M点沿直线移到N点，再从N点沿另一路径移回到M点，则该电荷克服电场力做的功等于电场力对该电荷所做的功，电势能不变【 例 3】如图 623，在粗糙绝缘的水平面上固定一点电荷Q，在M点无初速释放一带有恒定电量的小物块，小物块，在Q的电场中运动到N点静止，则从M点运动到NA、小物块所受电场力逐渐减小 B、小物块具有的电势能逐渐减小 C 、M点的电势一定高于N点的电势D小物块电势能变化量的大小一定等于克服摩擦力做的功2、a、b中为竖直向上的电场线上的两点，一带电粒子在a点由静止释放，沿电场线向上运动，到b点时恰好速度为零，

23、下列说法正确的是（）a b 2v0 v0 E图 621 图 623 图 622 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 21 页A带电粒子在a、b两点所受的电场力都是竖直向上的 Ba点的电势比b点的电势高 C 带电粒子在a点的电势能比在b点的电势能小Da点的电场强度比b点的电场强度大三、电场线、等势面、运动轨迹的综合问题 电场线的切线方向为该点的场强方向，电场线的疏密表示场强的大小 电场线互不相交，等势面也互不相交 电场线和等势面互相垂直 电场线的方向是电势降低的方向，而且是降低最快的方向 电场线密的地方等差等势面密，电场强度越

24、大；等差等势面密的地方电场线也密 而轨迹则由力学性质来决定，即轨迹总是向合外力所指的方向弯曲【例 4】图 624 中A、B、C、D是匀强电场中一正方形的四个顶点，已知A、B、C 三点的电势分别为A=15 V ，B=3 V ，C=3 V，由此可得D点电势 D=_ V. 试画出电场线的方向？【例 5】如图 626，虚线a、b、c代表电场中三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即Uab= Ubc，实线为一带负电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点，据此可知 AP点电势高于Q点电势B 带电质点在P点具有的电势能比在Q点具有的电势能大 C带电质点通过P点时的动能比通过

25、Q点时大D带电质点通过P点时的加速度比通过Q点时大3、如图 627，在P和Q两处固定着等量异号的点电荷+q和q，B为其联结的中点，MN为其中垂线， A和C为中垂线上的两点，E和D是P、Q连线上的两点，则（）AA、B、C三点点势相等 BA 、B、C三点场强相等CA、B、C三点中B点场强最大 DA 、B、C 、D、E五点场强方向相同4、如图 628，把电量为 510 9C的电荷，从电场中的A点移到B点，其电势能（选填“增大”、 “减图 627 图 628 图 651 C A D B 图 6-2-4 图 626 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - -

26、-第 9 页，共 21 页小”或“不变” ） ；若A点的电势 A15V，B点的电势 B10V，则此过程中电场力做的功为J5、带电粒子M只在电场力作用下由P点运动到Q点，在此过程中克服电场力做了2.6 104J 的功则 ( ) AM在P点的电势能一定小于在Q点的电势能 B P点的场强小于Q点的场强 C P点的电势一定高于Q点的电势DM在P点的动能一定大于它在Q点的动能【学生课后练习题： 】1、某一匀强电场的电场线如图62 9，把一正电荷从B点移到A点关于这个过程中电场力做功的正负及A、B） A电场力做正功，B点的电势高于A点 B 电场力做正功，A点的电势高于B点 C 电场力做负功，B点的电势高于

27、A点D电场力做负功，A点的电势高于B点2、如图 6210，实线为电场线，虚线为等势线，且AB=BC，电场中的A、B、C三点的场强分别为EA、EB、EC，电势分别为A、B、C，AB、BC间的电势差分别为UAB、UBC，则下列关系中正确的有 AABC BECEBEA C UABUBC DUABUBC 3、如图6211，实线是一个电场中的电场线，虚线是一个负检验电荷在这个电场中只受电场力作用的运动轨迹， a、b为轨迹上的两点，以下判断正确的是：（） A电荷从a到b加速度减小 Bb处电势能大，电势较高 C由于电场线的方向未知，故电荷所受电场力方向不知D电荷在b处速度比a处小4、空气中的负离子对人的健康

28、极为有益人工产生负氧离子的方法最常见的是电晕放电法，如图6212，一排针状负极和环形正极之间加上直流高压电，电压达5000V左右，使空气发生电离，从而产生负氧离子 (O3-) 排出，使空气清新化，针状负极与环形正极间距为5mm ，且视为匀强电场，电场强度为E，电场对负氧离子的作用力为F，则（） A、E =103N/C，F =1.6 10-16N B、E =106N/C，F =1.6 10-16N 图 6210 图 651 图 6212 图 651 图 629 图 6213 图 6214 图 6211 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第

29、10 页，共 21 页 C 、E =103N/C，F =1.6 10-13N D、E =106N/C，F =1.6 10-13N5、静电场中，带电粒子在电场力作用下从电势为a的a点运动至电势为b的b点若带电粒子在a、b两点的速率分别为va、vb，不计重力，则带电粒子的比荷q/m，为 ( ) A22abbavv B22babavv C222()abbavv D222()babavv6、图 6213 中虚线所示为静电场中的等势面1、 2、3、4，相邻的等势面之间的电势差相等，其中等势面 3的电势为0一带正电的点电荷在静电力的作用下运动，经过a、b点时的动能分别为26eV和 5eV当这一点电荷运动到

30、某一位置，其电势能变为8eV） A、8eV B、13eV C、20eVD、34eV 7、如图 6214，在y轴上关于点对称的A、B两点有等量同种点电荷+Q，在 x 轴上C点有点电荷-Q且 CO =OD，ADO =600 A. O点电场强度为零 B. D点电场强度为零 C. 若将点电荷+q从O移向C，电势能增大 D. 若将点电荷-q从O移向C，电势能增大8、如图 6215，处于同一条竖直线上的两个点电荷A、B带等量同种电荷，电荷量为Q；G、H 是它们连线的垂直平分线另有一个带电小球C，质量为m、电荷量为q（可视为点电荷） ，被长为l的绝缘轻细线悬挂于O点，现在把小球C拉起到M点，使细线水平且与A

31、、B处于同一竖直面内，由静止开始释放，小球C向下运动到GH线上的N点时刚好速度为零，此时细线与竖直方向上的夹角30o试求： 在A、B所形成的电场中，MN两点间的电势差，并指出M、N哪一点的电势高 若N点与A、B两个点电荷所在位置正好形成一个边长为x的正三角形，则小球运动到N点瞬间，轻细线对小球的拉力FT（静电力常量为k） 【三、电容器静电现象的应用：】1、电容器： 任何两个彼此绝缘而又相距很近的导体都可以构成电容器 把电容器的两个极板分别与电池的两极相连，两个极板就会带上等量异种电荷这一过程叫电容器的充电其中任意一块板所带的电荷量的绝对值叫做电容器的带电量；用导线把电容器的两板接通，两板上的电

32、荷C A M O B N G H 图 6215 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 21 页将发生中和，电容器不再带电，这一过程叫做放电2、电容： 电容器所带的电量Q跟两极板间的电势差U的比值，叫做电容器的电容，用符号C表示 定义式： C =QU, 若极板上的电量增加Q时板间电压增加U, 则 C=QUVV 单位：法拉，符号：F，与其它单位的换算关系为：F106Fm1012pF 意义：电容是描述电容器储存电荷本领大小的物理量，在数值上等于把电容器两极板间的电势差增加V所增加的电量3、平行板电容器： 一般说来，构成电容器的两个

33、导体的正对面积S越大，距离d越小，这个电容器的电容就越大；两个导体间电介质的性质也会影响电容器的电容 表达式：板间为真空时：C =4skdp，插入介质后电容变大re 倍： C =4rskdep，k为静电力常数，re 称为相对（真空）介电常数说明：QCU=是电容的定义式，它在任何情况下都成立，式中C与Q、U无关，而由电容器自身结构决定而4rsCkdep=是电容的决定式，它只适用于平行板电容器，它反映了电容与其自身结构S、re 的关系4、静电平衡状态下的导体： 处于静电平衡下的导体，内部合场强处处为零 处于静电平衡下的导体，表面附近任何一点的场强方向与该点的表面垂直 处于静电平衡下的导体是个等势体

34、，它的表面是个等势面 静电平衡时导体内部没有电荷，电荷只分布于导体的外表面导体表面，越尖的位置，电荷密度越大，凹陷部分几乎没有电荷5、尖端放电：导体尖端的电荷密度很大，附近电场很强，能使周围气体分子电离，与尖端电荷电性相反的离子在电场作用下奔向尖端，与尖端电荷中和，这相当于使导体尖端失去电荷，这一现象叫尖端放电如高压线周围的“光晕”就是一种尖端放电现象，避雷针做成蒲公花形状，高压设备应尽量光滑分别是生活中利用、防止尖端放电6、静电屏蔽：处于电场中的空腔导体或金属网罩，其空腔部分的合场强处处为零，即能把外电场遮住，使内部不受外电场的影响，这就是静电屏蔽如电学仪器的外壳常采用金属、三条高压线的上方

35、还有两导线与地相连等都是静电屏蔽在生活中的应用【典型例题解析：】一、处理平行板电容器相关量的变化分析进行讨论的依据主要有三个：平行板电容器的电容4rsCkdep=rsde，精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 21 页 平行板电容器内部是匀强电场E =Ud； 电容器所带电量Q =CU或QCU=VgV【 例 1】如图 631 的电路中，电容器的两极板始终和电源相连，若将两极板间的距离增大，电路中将出现的情况是（ A. 有电流流动，方向从a顺时针流向b B. 有电流流动，方向从b逆时针流向a C. 无电流流动 D. 无法判断1、

36、平行板电容器保持与直流电源两极连接，充电完毕后，两极板间的电压是U，充电荷量为Q，两极板间场强为 E，电容为C, 如果电容器充电完毕后与电源断开.将两板间距离减小，引起变化情况是 AQ变大BC变大 CE不变DU变小二、带电粒子在平行板电容器内部运动和平衡的分析：【 例 2】平行板电容器两板间有匀强电场，其中有一个带电液滴处于静止，如图 632A. 将电容器的下极板稍稍下移；B. 将电容器的上极板稍稍下移；C. 将S断开，并把电容器的下极板稍稍向左水平移动；D. 将S断开，并把电容器的上极板稍稍下移。2、如图 633 示，电路可将声音信号转化为电信号，该电路中右侧固定不动的金属板b与能在声波驱动

37、下沿水平方向振动的镀有金属层的振动膜a构成一个电容器，a、b通过导线与恒定电源两极相接若声源S做简 Aa振动过程中，a、b板间的电场强度不变 Ba振动过程中，a、b板所带电量不变 Ca振动过程中，灵敏电流计中始终有方向不变的电流Da向右运动时，a、b两板所构成的电容器的电容变大，电源给电容充电三、静电平衡下的导体【 例 3】如图 624，接地的金属球A的半径为R，一点电荷的电量Q，到球心距离为r，该点电荷的电场在球心O3、如图 625，将一不带电的空腔导体A的顶部与一外壳接地的静电计相连，又将另一个带正电的导体B向A移动，最后B与A AB与A靠近时验电器指针不张开，接触时张角变大BB与A靠近时

38、，验电器指针张开，且张角不断变大图 631 图 632 图 634 图 11-8 图 635 图 651 图 633 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 21 页 C B与A靠近过程中空腔A内场强不断变大DB与A靠近过程中感应电荷在空腔A内的场强不断变大【例 4】如图 636，当带正电的绝缘空腔导体A的内部通过导线与验电器的小球B连接时，验电器的指针是否带电？4、如图 637，让平行板电容器带电后，静电计的指针偏转一定角度, 若不改变两极板的带电量，那么静电计） A减小两极板间的距离 B在两极板间插入电介质 C 增大两极板

39、间的距离，同时在两极板间插入电介质D增大两极板间的距离，同时抽出两极板间插入的电介质5、一个电容器充电后电量是Q，两板间电压U，若向电容器再充进Q=4 10-6C的电量时，它的板间电压又升高U =2V，由此可知该电容器的电容是多少法拉？【学生课后练习题： 】1、 A将两极板的间距加大，电容将增大B将两极板平行错开，使正对面积减小，电容将减小 C在下板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的陶瓷板，电容将增大 D在下板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的铝板，电容将增大2、传感器是一种采集信息的重要器件如图 639 为测定压力的电容式传感器，A为固定电极，B为可动电极，组

40、成一个电容大小可变的电容器可动电极两端固定，当待测压力施加在可动电极上时，可动电极发生形变，从而改变了电容器的电容现将此电容式传感器与零刻度在中央的灵敏电流计和电源串联成闭合电路，已知电流从电流计正接线柱流人时指针向右偏转则待测压力增大的时( ) A电容器的电容将减小 B灵敏电流计指针在正中央零刻度处 C灵敏电流计指针向左偏转 D灵敏电流计指针向右偏转，之后又回到中央图 637 图 651 图 636 图 639 图 651 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 21 页3、如图 6310 是测定液面高度h的传感器 . 在导

41、线芯的外面涂上一层绝缘物质，放入导电液体中，在计算机上就可以知道h的变化情况，并实现自动控） A液面高度h变大，电容变大 B 液面高度h变小，电容变大 C 金属芯线和导电液体构成电容器的两个电极 D 金属芯线的两侧构成电容器的两电极4、一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地在两极板间有一正电荷（电量很小）固定在点，如图 63 12，以表示两板间的场强，表示电容器两板间的电压，EP表示正电荷在点的电势能若保持A变小，不变 B变大，EP变大 C 变小，EP不变 D 不变，EP不变5、如图 6313，在左边的绝缘支架上插上顶针（其顶端是尖的），在顶针上装上金属风针，如给风针附近的圆形金属板接上正

42、高压极，风针接负高压极，风针尖端放电会使其旋转起来，下列问题中错误的是 A风针尖端附近的等势面和电场线分布较密 B风针附近的空气在强电场下发生电离 C 空气中的阳离子会向风针的尖端运动，D交换金属板与风针所带电荷电性，风针的尖端会有正电荷射出6、在图 1 是某同学设计的电容式速度传感器原理图，其中上板为固定极板，下板为待测物体，在两极板间电压恒定的条件下，极板上所带电量Q将随待测物体的上下运动而变化，若Q随时间t的变化关系为Q =bta（a、b为大于零的常数） ，其图象如题图2 所示，那么图3、图 4 中反映极板间场强大小E和物体速率v随t A和 B和C和 D和7、如图 6315，由A、B两平

43、行金属板构成的电容器放置在真空中，电容为C，原来不带电电容器的A板接地，并且中心有一个小孔，通过这个小孔向电容器中射入电子，射入的方向垂直于极板，射入的速度为v0，如果电子的发射是一个一个单独进行的，即第一个电子到达B板后再发射第二个电子，并且所有到达板的电子都留在B板上随着电子的射入，两极板间的电势差逐渐增加，直至达到一个稳定值，已知电子的质量为m 图 6310 图 651 图 6313 图 6312 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页，共 21 页电荷量为q，电子所受的重力忽略不计，两板的距离为l 当板上聚集了n个射来的电

44、子时，两板间电场的场强E多大？ 最多能有多少个电子到达B板？ 到达B板的第一个电子和最后一个电子在两板间运动的时间相差多少？【四、带电粒子在电场中的运动： 】1、研究对象分类： 基本粒子及各种离子：如电子、质子、 粒子等，因为质量很小，所以重力比电场力小得多，重力可忽略不计 带电颗粒或微粒，如尘埃、液滴、小球等质量较大，其重力一般情况下不能忽略2、带电粒子在电场中的加速直线运动 若粒子作匀变速运动（图641） ，则可采用动力学方法求解，即先求加速度a =qEqUmmd=，然后由运动学公式求速度 用能量的观点分析：合外力对粒子所作的功等于带电粒子动能的增量即：2201122qUmvmv=-，此式

45、对于非匀强电场、非直线运动均成立对于多级加速器（图6 42） ，是利用两个金属筒缝间的电场加速，则W电nqU3、带电粒子在电场中的偏转（垂直于场射入） 运动状态分析：粒子受恒定的电场力，在场中作匀变速曲线运动 处理方法： 采用类平抛运动的方法来分析处理（运动的分解） 02102v tatt?垂直于电场方向匀速运动：x=沿着电场方向作初速为的匀加速：y=两个分运动联系的桥梁：时间相等设粒子带电量为q，质量为m，如图 643 两平行金属板间的电压为，板长为L，板间距离为d则场强UEd，加速度qEqUammd=，通过偏转极板的时间：0Ltv=侧移量： y =222201242L UqULatdUmd

46、v=偏加偏转角：0tanatvq =202LUqULdUmdv=偏加（U偏、加分别表示加速电场电压和偏转电场电压）带电粒子从极板的中线射入匀强电场，其出射时速度方向的反向延长线交于入射线的中点图 641 图 64 图 6315 图 643 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页，共 21 页所以侧移距离也可表示为：tan2Lyq=4、示波管原理： 构造：电子枪、偏转电极，荧光屏（如图644） 工作原理：如果在偏转电极XX 和 YY 之间都没有加电压，则电子枪射出的电子沿直线打在荧光屏中央，在屏上产生一个亮点 YY上所加的是待显示的

47、信号电压U，在屏上产生的竖直偏移y与U成正比 XX上所加的机内锯齿形电压，叫扫描电压当扫描电压和信号电压的周期相同时，荧光屏上将出现一个稳定的波形【典型例题解析：】一、 带电粒子在电场中的加速这类问题基本上是运动学、动力学、静电学知识的综合题处理方法：（1）动能定理（2）能量守恒定律（3）牛顿运动定律，匀变速直线运动公式【例 1】下列粒子从初速度为零的状态经过加速电压为U的电场之后，哪种粒子的速度最大？（ A、a粒子B、氚核C、质子D、钠离子1、如图 6-4-5 ，在P板附近有电荷由静止开始向Q） A. 到达Q板的速率与板间距离和加速电压两个因素有关 B. 若电荷的电压U、与电量q均变为原来的

48、2 倍，则到达Q板的速率变为原来的4 倍 C. 两板间距离越大, 加速的时间越长，加速度越小 D. 到达Q板的速率与板间距离无关二、 带电粒子在电场中的偏转: 带电粒子在电场中的偏转，只研究带电粒子垂直进入匀强电场的情况，粒子做类平抛运动平抛运动的规律它都适用: ?平行于板方向：匀速运动垂直于板方向：初速为0的匀加速运动【 例 2】如图 6-4-6 ，一束带电粒子（不计重力）垂直电场方向进入偏转电场，试讨论以下情况中，粒子应具备什么条件下才能得到相同的偏转距离y 和偏转角 （U、d、L保持不变） 进入偏转电场的速度相同图 645 图 651 图 645 精选学习资料 - - - - - - -

49、 - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页，共 21 页 进入偏转电场的动能相同 进入偏转电场的动量相同2、一束电子流在经U =5000V的加速电压加速后，在距两极板等距处垂直进入平行板间的匀强电场，如图所示，若两板间d=1.0cm ，板长l=5.0cm，那么，要使电子能从平行板间的边缘飞出，两个极板上最多能加多大电压？三、带电粒子在复合场中的运动【例 3】如图 646，水平方向的匀强电场中，有质量为m的带电小球，用长L的细线悬于O点当小球平衡时，细线和竖直方向成角, 如图所示现给小球一个冲量，使小球恰能在竖直平面内做圆周运动问：小球在轨道上运动的最小速度是多少？四、用能量

50、观点处理带电粒子在电场中的复杂运动对于带电体在电场中的运动问题，无论是恒力作用，还是变力作用的情况，也无论是直线运动，还是曲线运动，用能量观点处理都非常简捷，因为一方面这种处理方法只须考虑始末状态，不必分析中间过程，另一方面还由于能量是标量, 无需考虑方向【例】 如图 649，A.B两块带异号电荷的平行金属板间形成匀强电场，一电子以60410 m/ sv=?的速度垂直于场强方向沿中心线由O点射入电场，从电场右侧边缘的C点飞出时的速度方向与0v 方向成 30的夹角已知电子电荷191.610Ce-=?，电子质量300.9110kgm-=?，求：电子在C点时的动能是多少焦？O.C两点间的电势差大小是